【摘 要】
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大气辐射传输过程是大气的重要物理过程,通过辐射参数化可考虑在大气环流模式、中尺度模式中.辐射传输过程通常由辐射传输方程来描述.由于精确求解包含散射和吸收过程的辐射传输方程非常困难,人们逐渐转向发展有效的近似参数化方案：如二流近似和四流近似.二流近似算法计算速度快,且能得到辐射传输方程的解析解(GRAPES 模式也采用这种算法).常用的二流近似算法有两种：二流离散纵标近似和爱丁顿近似.实际上,这两种
【机 构】
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中国气象局上海台风研究所,上海,200030;中国气象科学研究院,北京,100081
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大气辐射传输过程是大气的重要物理过程,通过辐射参数化可考虑在大气环流模式、中尺度模式中.辐射传输过程通常由辐射传输方程来描述.由于精确求解包含散射和吸收过程的辐射传输方程非常困难,人们逐渐转向发展有效的近似参数化方案：如二流近似和四流近似.二流近似算法计算速度快,且能得到辐射传输方程的解析解(GRAPES 模式也采用这种算法).常用的二流近似算法有两种：二流离散纵标近似和爱丁顿近似.实际上,这两种二流近似算法有明显的缺陷和不足.在不同的光学厚度、太阳天顶角和单次散射反照率的情况下,二流近似计算得到大气的透射率和反射率的相对误差高达15～20％.Lu et al.(2009)对有云条件下二流近似的精度进行比较发现：在有云情况下,二流近似方案对辐射通量和加热率的计算有较大误差,尤其是云加热率的误差高达12％,这不仅直接影响数值模式对温度场的模拟,而且云的加热率影响云的发展.因此错误的云吸收会通过云辐射相互作用影响GCMs 对天气系统的正确模拟.台风有非常深厚的对流云系统,二流近似方案引起的误差会更大.随着近几年计算机运行速度的提高以及对辐射计算精度的更高要求,四流近似方法越来越受到重视,GCMs 中也逐渐开始引入四流近似方法.但是基于矩阵求逆法发展的四流近似方法,不能处理云的重叠假定所引起的次网格辐射效应.因此,已有许多研究,试图将累加法和四流近似方法结合起来应用到垂直分层的实际大气中.但是以上研究仅仅只是利用单层四流近似解代替原有的二流近似解来计算均匀的单层介质的透射率和反射率,其采用的累加过程还是原有的二流累加法.这种单层四流近似解和二流近似累加法结合的方法我们称它为二流—四流累加法.二流—四流累加法有两种：二流—四流离散纵标累加法(2/4DDA)和二流—四流球函数展开累加法(2/4SDA).
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